Mallipohjainen ennustava säätö

Julkaistu: Uutiset | 0

Mallipohjainen ennustava säätö (MPC) on kehittynyt säätömenetelmä, joka koostuu kolmesta osasta: prosessimallista, kustannusfunktiosta ja optimoijasta. Prosessimalli on matemaattinen malli, joka pyrkii jäljittelemään tiettyä teknistä prosessia. Malliin syötetään dataa (mittausdataa), jonka tuloksena mallista saadaan ulos mallin antama tulos ennustetusta prosessin käyttäytymisestä. Mallin jälkeen optimoidaan ohjaussekvenssi eli asetusarvot säätimille laaditun kustannusfunktion mukaan. Kustannusfunktio voi sisältää esimerkiksi rajoitteita energian kulutuksesta, sisälämpötilan asettamisesta 19 – 21 °C välille, säätövirheen tai jonkin toimilaitteen teknisen toimialueen.

MPC toimii yleensä niin sanottuna koordinoivana säätimenä, jolloin sen tehtävänä on määrittää eri osaprosesseille optimaaliset toimipisteet, sekä antaa alemman tason säätimille asetusarvot. MPC:n etuna on rajoitusten huomioon ottaminen säädössä, optimaalisen toiminta-alueen määrittämien osaprosesseille sekä prosessin tulevan käyttäytymisen ennustaminen. Menetelmä vaatii kuitenkin prosessimallin, joka tulee erikseen määrittää. MPC vaatii myös prosessiaseman intensiivisen laskennan suorittamiseksi, mikä voi lisätä investointikustannuksia.

MPC|Tulevaisuuden talot ja uusiutuva energia
MPC:n periaatekuva rakennussovellutuksessa

 

Mallipohjaista ennustavaa säätöä voidaan hyödyntää esimerkiksi lämmitysjärjestelmien säädössä ja ohjauksessa. Sääennusteen tietojen, kuten ulkolämpötilan, pilvisyyden ja auringonsäteilyn sekä historiatietojen perusteella voidaan esimerkiksi määrittää, kuinka paljon tehoa lämmitysjärjestelmä vaatii tietyn sisälämpötilan pitämiseksi tietyllä tulevaisuuden hetkellä. Tämä mahdollistaa myös energian varastointiin liittyvät toimenpiteet sekä kulutushuippujen leikkaamisen optimoitujen asetusarvojen lisäksi. Menetelmän avulla voidaan säästää esimerkiksi lämmityksessä kymmeniä prosentteja energiaa. MPC – menetelmää voidaan myös soveltaa esimerkiksi uusiutuvien energialähteiden, kuten tuulivoiman ja aurinkokennojen yhteyteen.

 

Vastaa